浅埋极薄煤层切顶留巷无煤柱开采技术应用研究

为提高极薄煤层煤炭资源回收,降低巷道掘进矸石产出,消除因煤层开采导致的地表生态破坏,采用理论分析、数值模拟和工程试验结合的方法,对浅埋极薄煤层切顶留巷无煤柱开采可行性进行了研究,对浅埋极薄煤层工作面切顶留巷参数进行了设计,并提出留巷围岩控制技术。沿空巷道实施切顶后,垮落顶板对上覆岩层形成有效支撑,同时留巷顶板形成短悬臂结构,降低覆岩活动对留巷围岩影响;与传统留煤柱开采相比,切顶留巷无煤柱开采技术能有效修复工作面两端覆岩裂隙发育及地表裂缝。现场实践表明:留巷形成后,工作面后方70~100 m两帮移近量在25~45 mm;切顶留巷无煤柱开采技术应用后,地表无明显裂缝产生,且提高了煤炭资源回收率,应用效果较好。

浅孔爆破切顶卸压在厚硬顶板沿空留巷中的应用研究

针对厚硬顶板沿空留巷大面积悬顶、巷旁充填体大变形等问题,浅孔爆破切顶卸压是优化沿空留巷围岩结构的有效途径之一。以三河尖煤矿厚硬顶板为工程背景,采用LSDYNA数值模拟和理论计算方法分析了浅孔爆破切顶卸压机理,确定了合理的沿空留巷切顶卸压参数。研究结果表明:相邻炮孔可以起应力导向和叠加效应,裂隙产生以拉伸断裂破坏为主,破碎区和裂隙区为厚硬顶板断裂提供了弱面,厚硬顶板及时垮落,消除大面积顶板突然垮落产生急增压和冲击破坏的危险。采用浅孔爆破切顶卸压+巷旁充填体相结合的留巷围岩控制技术,建立了浅孔爆破切顶卸压沿空留巷力学模型,确定了炮孔深度为5000 mm、孔径为42 mm、装药不耦合系数为1.3、炮孔间距为900 mm、炮孔向采空区侧倾角为80°、充填体支护阻力为7.73 MN/m的切顶参数。研究成果成功应用于三河尖煤矿72207工作面沿空留巷切顶卸压工程实践,留巷围岩保持完整,维护效果较好。

卸压孔浅部填充技术应用与围岩控制效果分析

大直径钻孔卸压是深部高地应力巷道防治冲击地压的常用措施。本文针对郭屯煤矿2303轨道顺槽围岩变形严重时仍需要采取大直径钻孔卸压防治冲击地压为工程背景,提出了浅部填充卸压孔以提高浅部围岩整体性的措施。首先根据弹性理论,建立填充圆孔力学模型,推导出填充圆孔周围围岩任一点的应力表达式,并确定填充材料应选用速凝高强材料;然后选择工程实验地点进行浅部卸压孔填充,并进行现场监测。结果表明,浅部填充后,靠近卸压孔位置的锚杆轴力要高于远离卸压孔位置的锚杆轴力,围岩变形量明显降低,说明卸压孔浅部填充技术能够在保证深部煤体卸压效率的同时提高浅部围岩的强度。

切顶卸压自动成巷的离散元数值模拟

切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术是一种经济有效的无煤柱开采新技术,目前,对此技术进行关键参数研究多采用基于连续力学理论的数值模拟方法,难以实现顶板离层与垮落等物理现象的模拟。采用三维离散元软件对浅埋深煤层切顶卸压自动成巷进行研究,较详细分析了不同切缝高度下采空区上覆顶板岩层应力场与变形移动规律。研究结果表明:离散元法可有效地模拟出上覆岩层的应力场演变过程、块体的位移及岩层跨落;不同顶板预裂切顶高度对顶板顺利切顶成巷有较大影响,切缝应有效切断采空区顶板与留巷顶板间的应力传递。研究结果对切顶卸压自动成巷技术应用过程中参数的研究与分析有一定借鉴意义。

浅埋煤层综采面切顶卸压末采贯通技术研究

以哈拉沟煤矿12201综采面为工程背景,对浅埋煤层综采面切顶卸压末采贯通关键技术进行研究。通过对工作面贯通后顶板受力状态分析,确定影响浅埋煤层切顶卸压末采贯通的关键参数为顶板预裂高度、预裂切顶角度、预裂爆破孔间距、恒阻锚索支护、垛式支架支护。最终通过理论研究和现场工业性试验,得出了浅埋煤层复合顶板条件下切顶卸压末采贯通回撤新技术的相关工艺参数。研究成果在现场实践工程中得到了验证,工作面实现了安全顺利贯通。

柠条塔煤矿大采高工作面切顶沿空留巷围岩变形机理研究

以柠条塔煤矿大采高工作面预裂切顶沿空留巷为工程背景,采用有限元数值模拟方法分析预裂切顶对沿空留巷围岩应力分布的影响。介绍了沿空留巷支护和爆破施工参数,根据围岩表面位移、顶板离层、恒阻锚索受力、液压支架工作阻力监测数据,分析了从开始留巷到变形稳定矿压显现规律。现场试验表明:切顶卸压自动成巷技术能够切断采动应力传递路径,明显降低了浅埋大采高工作面沿空留巷围岩受到的动压扰动,有效抑制了巷道围岩变形,成巷断面尺寸满足生产要求。

地形起伏对基于地震波形的浅源地震深度反演影响——以2017年9月3日朝鲜M6.3事件为例

震源深度是核试验以及塌陷等浅源地震研究中的关键参数,可以为事件成因分析提供关键信息.然而朝鲜核试验区域地形起伏较大,地形效应可能对震源深度反演的结果造成影响.本文基于理论地震图进行测试,研究了地形起伏对震源深度反演的影响.发现震源深度小于2 km时,不考虑地形影响,反演得到的震源深度会系统偏浅0.2 km左右.然后利用MDJ2速度结构模型,我们反演了2017年9月3日朝鲜M 6.3事件的震源参数,结果显示震源深度约为0.8 km.进一步基于带地形的格林函数重新反演了该事件的震源深度,发现在1 km处波形拟合结果较好.不同速度模型测试结果显示该事件的震源深度反演误差约为1 km.案例研究表明,基于层状均匀速度模型,利用区域地震波形资料反演的震源深度可以为浅源事件成因分析提供关键约束.

近直立煤层深浅孔爆破卸压技术与效果分析

为降低近直立煤层工作面水平地应力集中程度,理论分析了近直立煤层顶底板爆破卸压原理,提出了近直立煤层深浅孔爆破卸压方案,采用钻孔成像对爆破前后卸压效果进行了对比分析,并通过现场电磁辐射、微震数据分析对卸压爆破效果进行了验证,研究结果表明:采用深浅孔爆破后,顶底板岩层中形成了立体“缓冲带”,阻碍了高水平地应力向工作面传递,降低了应力集中程度;爆破后顶底板发育新的裂隙,数量增加约46.6%,若干裂隙扩展为离层,局部出现破碎区;爆破后工作面两侧煤岩体电磁强度明显降低,爆破前后微震能量与频次呈现先升高后降低规律,起到了良好的卸压效果。

低透突出煤层深孔水力致裂增透与浅孔抽采联合消突技术应用

为提高低透突出煤层的瓦斯抽采效果,在薛湖煤矿2303风巷进行了深孔水力致裂与潜孔抽采联合消突技术的试验应用。首先结合现场实际情况,从注水压力、钻孔布置和现场施工等方面研究了施工技术工艺,然后从应力分布、瓦斯解吸速度、钻屑瓦斯解吸指标、瓦斯抽采浓度等方面考察了水力致裂增透效果和联合消突技术的消突效果。应用表明,深孔水力致裂增透与浅孔抽采联合消突技术,工作面前方支承压力、瓦斯解吸速度、钻屑瓦斯解吸指标均大幅降低,瓦斯抽采浓度明显提高,抽采效果明显,为同类矿井的防突工作提供了可借鉴的技术和经验。

浅埋深动压回采巷道水力压裂技术研究与应用

为提高浅埋深窄煤柱回采巷道围岩稳定性,以红柳林煤矿15217工作面窄煤柱回采巷道为工程背景,依据顶板岩层分布特征分析了诱发巷道变形的主要力源,分析了顶板水力压裂卸压作用机理,确定了合理压裂层位高度,制定了水力压裂卸压技术方案,并成功应用于井下试验。试验结果表明,顶板水力压裂后,回采巷道超前矿压影响小,滞后工作面时锚杆受力以及变化幅度较小,最大受力88.7 kN,煤柱浅部应力增长突出,表明水力压裂后煤柱侧向悬顶结构尺度减小,顶板岩层应力逐渐向实体煤方向转移。回采巷道变形主要表现为肩窝内挤变形,顶板浅部离层3.0 mm,深部离层4.5 mm,巷道整体支护效果较好,表明水力压裂卸压技术对浅埋深窄煤柱回采巷道的围岩变形具有较好的控制效果。

瓦斯异常区的综合治理

为治理瓦斯涌出异常区域,通过对万年矿13290工作面现场调查,资料分析,根据刮板输送机槽、运料巷、切眼的不同条件分别制定方案。刮板输送机槽利用临近采空区预抽煤层瓦斯;运料巷利用超前钻孔边掘边抽;切眼利用刮板输送机槽施工钻孔泄压、预抽瓦斯。通过对瓦斯异常区的综合治理,缓解了矿井地区衔接紧张的被动局面,为今后处理类似问题提供了参考。

海底地形起伏对浅海声传播的影响研究

利用有限元方法,实现了对浅海海底起伏环境下的声场数值模拟。在验证有限元计算结果准确性的基础上,重点讨论了海底倾斜角度和海山对声传播特性的影响。仿真结果表明海底地形起伏对声传播损失的影响不可忽略,液态海底下当水平传播距离达到4 km时,倾斜角对声能量的影响可达30 dB;受海山影响,其后方声传播损失相比忽略海山条件下最大可达20 dB,且海山高度越高,声能量损失越严重。

切顶卸压技术在浅埋大采高工作面沿空留巷中的实践

以S1201工作面为对象,进行了浅埋大采高工作面预裂切顶沿空留巷技术的实践应用研究,对切顶卸压沿空留巷工艺方案进行设计,并根据围岩位移、恒阻锚索受力监测数据分析从开始留巷到变形稳定的矿压显现规律。试验结果表明,切顶卸压沿空留巷工艺方案合理有效,能有效控制工作面巷道围岩的变形量。

哈拉沟煤矿切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术

针对传统沿空留巷技术临近工作面煤体上方应力集中,巷道维护困难等问题,以哈拉沟煤矿12201综采工作面回撤巷道为工程背景,研究切顶卸压自动成巷技术在浅埋煤层条件下的应用。结果表明:切缝角度存在角度效应,可影响采空区顶板垮落及应力集中区分布;在切顶爆破的影响下,直接顶破断垮落后,形成碎涨的矸石通常可以将采空区充满,基本顶发生回转的空间较小,回转变形也较小,进而对沿空留巷直接顶产生的压力也较小;工作面回采过后,当滞后工作面距离大于95 m后,巷道顶板离层才趋于稳定。

坚硬顶板综采面端头悬顶处理技术应用

西铭矿8#煤顶板为石灰岩顶板,平均厚度3.08 m左右。回采过程中,经常会出现机尾采空区悬顶面积大于2×5 m2的情况,顶板及上覆岩层的重量施加到煤柱上,导致煤柱变形严重。采用提前在超前支架段对顶板进行浅孔定向爆破预裂和预打密集切顶卸压孔的方法卸压,避免了悬空顶板大面积垮落所造成的急增压,减小下一工作面相邻巷道围岩变形,有效地防止了工作面端头悬顶突然垮落及瓦斯超限带来的安全隐患。

切顶卸压自成巷技术在浅埋中厚煤层开采中的应用

针对某煤矿1#工作面实际情况,在介绍切顶卸压自成巷技术原理和关键参数的基础上,对其在该工作面的实际应用进行深入分析,并提出相应的稳定性控制方式,最后得出该技术合理可行,效果显著,值得大范围推广应用的结论.

煤矿巷道支护方案与支护参数优化设计研究

为了确保矿井巷道的稳定性,分析了原有围岩赋存条件以及原有巷道破坏现状,根据巷道受到采动影响后围岩变形失稳情况,对原有巷道支护方案与支护参数进行了优化,施工工艺主要采用刷帮挑顶假U型棚、喷浆封闭U型钢棚、浅孔充填注浆、顶部加强锚杆支护、底板钻孔卸压联合控制、帮顶深孔注浆强化围岩和帮顶部锚索加固等施工工艺,最后通过矿山压力观测,验证了该技术的实用性。

浅埋厚煤层井田边界煤柱稳定性研究

针对神府矿区部分煤矿受采煤工艺变化和多次采动影响边界煤柱的稳定性难以保证的问题,本文以相邻的海湾煤矿三号井2206综采工作面和王才伙盘煤矿2201综采工作面为例,采用理论计算、数值模拟方法对常规开采时和卸压开采时边界煤柱的稳定性进行研究分析。研究结果表明:2206工作面和2201工作面边界煤柱的承载强度分别为9.2、9.99MPa,稳定性系数分别为0.54、0.58,常规开采后均处于失稳和残余变形状态;切顶卸压处理时,工作面前方边界煤柱有足够的弹性区,边界煤柱垂向应力最大为8.0MPa,较大缓解了煤柱承载,对保障工作面安全生产有较好的作用。

多层坚硬顶板动压巷道矿压显现规律及深浅孔组合爆破切顶控制技术研究

针对多层坚硬顶板巷道受相邻工作面采动影响导致巷道维护困难的问题,以碾焉煤矿8104运输顺槽为工程背景,综合采用实验室试验、理论分析、数值模拟与现场工业性试验等,研究了多层坚硬顶板动压巷道的矿压显现规律及其机理,提出了深浅孔组合爆破切顶卸压技术,并分析了控制效果。结果表明:(1)多层坚硬顶板巷道围岩变形主要分为缓慢变形、快速变形与变形趋于稳定等3个阶段,并在快速变形阶段呈台阶式增长的变化规律,其“台阶”数量与近场内坚硬顶板的层数有关;(2)深浅孔组合爆破切顶后,切断了低位关键层的侧向悬臂结构,减少了低位关键层破断引起的动载次数;同时缩短了高低位关键层的悬臂梁长度,减小施加给区段煤柱的静载,从而共同降低了邻近动压巷道围岩的压力;(3)相较不切顶时,浅孔爆破、深孔爆破和深浅孔组合爆破等3种不同切顶方式作用后,煤柱侧的平均垂直应力分别降低了14.8%、8.9%、29.7%,并且深浅孔组合爆破切顶后,在垮落带中顶板垮落更充分,在裂隙带中岩层断裂位置最靠近煤柱,采空区中部覆岩产生的裂隙也更均匀;(4)深浅孔组合爆破切顶后,8104运输顺槽在8103邻近工作面和8104工作面两次采动影响后,围岩变形量小于400 mm,保障了矿井安全高效生产。

唐幽州节度使刘济墓出土玉器加工工艺初探

本文主要介绍了唐幽州节度使刘济墓出土玉器制作工艺的研究情况。文章利用DSX500系列光学数码显微镜,对其中16件玉器样品表面微痕迹进行研究分析,初步认为刘济墓出土玉器普遍采用浅浮雕工艺,说明唐代玉工已经基本熟练地掌握了这种工艺。通过对比不同材质玉器的加工微痕迹特点,发现唐代玉工不仅善于利用玉料自身的特点加工玉器,还会针对不同材质玉器选择不同的处理方式。